Просмотр кода страницы Зона обитаемости

[[Файл:Habitable zone - HZ.png|мини|400px|Пример системы нахождения обитаемой зоны в зависимости от типа звёзд]]
'''Обита́емая зо́на''', '''зо́на обита́емости''', '''зо́на жи́зни'''<ref>{{Публикация
|1=статья
|автор=[[Сурдин, Владимир Георгиевич|Владимир Сурдин]]
|заглавие=Зона жизни
|ссылка=http://elementy.ru/lib/432211
|издание=Троицкий вариант
|год=2014
|номер=2 (146)
|архив дата=2014-07-02
|архив=https://web.archive.org/web/20140702014049/http://elementy.ru/lib/432211
}}</ref> ({{lang-en|habitable zone, HZ}}) в [[астрономия|астрономии]] — условная область в [[Вселенная|космосе]], определённая из расчёта, что условия на поверхности находящихся в ней [[планета|планет]] будут близки к условиям на [[Земля|Земле]] и будут обеспечивать существование [[Вода|воды]] в [[Жидкость|жидкой фазе]]. Соответственно, такие планеты (или их [[Спутники планет|спутники]]) будут [[Планеты, пригодные для возникновения жизни|благоприятны для возникновения жизни]], похожей на земную. Вероятность возникновения жизни наиболее велика в обитаемой зоне в окрестностях [[звезда|звезды]] ({{lang-en2|circumstellar habitable zone, CHZ}}), находящейся при этом в обитаемой зоне [[галактика|галактики]] ({{lang-en2|galactic habitable zone, GHZ}}), хотя исследования последней пока находятся в зачаточном состоянии.

Нахождение планеты в обитаемой зоне и её благоприятность для жизни не обязательно связаны: первая характеристика описывает условия в [[Планетная система|планетной системе]] в целом, а вторая — непосредственно на поверхности небесного тела.

<!-- эта врезка должна находиться возле параграфа, в котором описывается «Зона Златовласки», а не где попало! -->{{Врезка
|Выравнивание=right
|Ширина=33%
|Содержание=…села в креслище большого-здоровенного медведища, но оно показалось ей чересчур жёстким. Она пересела в кресло среднего медведя, но оно показалось ей чересчур мягким. Наконец плюхнулась в креслице маленького-малюсенького крошки медвежонка, и оно показалось ей не жёстким, не мягким, а в самый раз.
|Подпись=Английская народная сказка «Три медведя» в переводе М. Клягиной-Кондратьевой
}}
В англоязычной литературе обитаемую зону также называют '''зо́ной Златовла́ски''' ({{lang-en|Goldilocks Zone}}). Это название представляет собой отсылку к английской сказке ''Goldilocks and the Three Bears'', на русском языке известной под названием «[[Три медведя]]». В сказке Златовласка пытается воспользоваться несколькими наборами из трёх однородных предметов, в каждом из которых один из предметов оказывается по какому-либо параметру избыточным (большим, твёрдым, горячим и т. п.), другой — недостаточным (маленьким, мягким, холодным…), а третий, промежуточный между ними, предмет приходится «в самый раз», [[Золотая середина|золотой серединой]]. Аналогично, для того, чтобы оказаться в обитаемой зоне, планета не должна находиться ни слишком далеко от звезды, ни слишком близко к ней, а на «правильном» удалении.

== Обитаемая зона звезды ==
Границы обитаемой зоны установлены исходя из требования наличия на находящихся в ней планетах [[вода|воды]] в жидком состоянии, поскольку она является необходимым [[растворитель|растворителем]] во многих биохимических реакциях.

За внешней границей обитаемой зоны планета не получает достаточно радиации центрального светила, чтобы компенсировать потери на излучение, и её температура опустится ниже точки замерзания воды. Планета, расположенная ближе к светилу, чем внутренняя граница обитаемой зоны, будет чрезмерно нагреваться его излучением, в результате чего вода испарится.

Расстояние от звезды, где это явление возможно, вычисляется по размеру и светимости звезды. Центр обитаемой зоны для конкретной звезды описывается уравнением:

:: <math>d_{AU} = \sqrt {L_{star}/L_{sun}}</math>, где:
:: <math>d_{AU}</math> — средний радиус обитаемой зоны в [[астрономическая единица|астрономических единицах]],
:: <math>L_{star}</math> — болометрический показатель ([[светимость]]) звезды,
:: <math>L_{sun}</math> — болометрический показатель (светимость) [[Солнце|Солнца]].

=== Обитаемая зона в Солнечной системе ===
Существуют разные оценки того, где простирается обитаемая зона в [[Солнечная система|Солнечной системе]]:

{|class="wikitable sortable"
|- align="center" style="align:center; background:#90B0F0"
! Внутренняя граница, {{а.е.}}
! Внешняя граница, а.е.
! Источник
! Примечания
|-
| 0,725
| 1,24
| Dole 1964<ref>{{cite web
|url=https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB183-1.pdf
|title=Planets for Man, Dole & Asimov 1964
|lang=en
|access-date=2024-08-06
|url-status=live
|archive-date=2012-08-12
|archive-url=https://web.archive.org/web/20120812230238/http://www.rand.org/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB183-1.pdf
}}</ref>
| Оценка в предположении оптически прозрачной атмосферы и фиксированного [[альбедо]].
|-
| 0,95
| 1,01
| Hart et al. 1978, 1979<ref>Hart et al 1978, 1979 Icarus vol.37, 351—35</ref>
| Звёзды K0 и дальше не могут иметь обитаемой зоны
|-
| 0,95
| 3,0
| Fogg 1992<ref>Fogg 1992</ref>
| Оценка с использованием углеродных циклов
|-
| 0,95
| 1,37
| Kasting et al. 1993<ref>Kasting et al 1993, Icarus 101, 108—128</ref>
|
|-
| —
| 1 – 2 % дальше…
| Budyko 1969<ref>Budyko 1969</ref>, Sellers 1969<ref>Sellers 1969</ref>, North 1975<ref>North 1975</ref>
| …приводит к глобальному оледенению.
|-
| 0.93 – 0.96
| —
| Rasool & DeBergh 1970<ref>Rasool & DeBurgh 1970</ref>
| …и океаны не сконденсируются. (по результатам NASA на 1967 год, без учета изменения напряженности магнитного поля)
|-
| —
| —
| Schneider and Thompson 1980<ref>Schneider and Thompson 1980</ref>
| Критика Hart.
|-
| —
| —
| Kasting 1991<ref>Kasting 1991</ref>
|
|-
| —
| —
| Kasting 1988<ref>Kasting 1988</ref>
| Водяные облака могут сузить обитаемую зону, поскольку они повышают [[альбедо]], и тем самым противодействуют [[парниковый эффект|парниковому эффекту]].
|-
| —
| —
| Ramanathan and Collins 1991<ref>Ramanathan and Collins 1991</ref>
| Парниковый эффект для [[Инфракрасное излучение|инфракрасного излучения]] имеет более сильное влияние, чем повышенное из-за облаков альбедо, и Венера должна была быть сухой.
|-
| —
| —
| Lovelock 1991<ref>Lovelock 1991</ref>
|
|-
| —
| —
| Whitemire et al. 1991<ref>Whitemire et al 1991</ref>
|
|}

== Галактическая обитаемая зона ==
Соображения насчёт того, что местоположение [[Планетная система|планетной системы]], находящейся в пределах [[Галактика|галактики]], должно оказывать влияние на возможность развития жизни, привело к концепции т. н. «галактической обитаемой зоны» ({{lang-en|'''GHZ''', galactic habitable zone}}). Концепцию развил в [[1995 год]]у {{не переведено 5|Гонсалес, Гиллермо|Гиллермо Гонсалес||Guillermo Gonzalez (astronomer)}}<ref>{{Публикация
|1=статья
|автор={{не переведено 5|Гонсалес, Гиллермо|Guillermo Gonzalez||Guillermo Gonzalez (astronomer)}}, Donald Brownlee, Peter Ward.
|заглавие=The Galactic Habitable Zone: Galactic Chemical Evolution
|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103501966175
|язык=en
|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]
|тип=[[Научный журнал|рец. науч. журнал]]
|год=2001
|том=152
|номер=1
|страницы=185—200
|doi=10.1006/icar.2001.6617
|bibcode=2004Sci...303...59L
|pmid=14704421
|issn=0019-1035
|arxiv=astro-ph/0103165
|архив дата=2012-05-23
|архив=https://web.archive.org/web/20120523110707/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103501966175
}}</ref>, несмотря на её оспаривание<ref>{{Публикация
|1=статья
|автор=Nikos Prantzos.
|заглавие=On the “Galactic Habitable Zone”
|ссылка=https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11214-007-9236-9
|язык=en
|издание=[[Space Science Reviews]]
|тип=[[Научный журнал|рец. науч. журнал]]
|год=2008
|том=135
|номер=1—4
|страницы=313—332
|doi=10.1007/s11214-007-9236-9
|issn=1572-9672
|arxiv=astro-ph/0612316
|архив дата=2018-06-17
|архив=https://web.archive.org/web/20180617032707/https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11214-007-9236-9
}}.</ref>.

Галактическая обитаемая зона представляет собой, по имеющимся на данный момент представлениям, кольцеобразный регион, расположенный в плоскости [[Галактический диск|галактического диска]]. По оценкам, в [[Млечный Путь|Млечном Пути]] обитаемая зона расположена в регионе от 7 до 9 к[[Парсек|пк]] от [[Галактический центр|центра галактики]], расширяющемся со временем и содержащем звёзды возрастом от 4 до 8 миллиардов лет. Из этих звёзд 75 % старше Солнца<ref>{{Публикация
|1=статья
|автор=Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner, Brad K. Gibson.
|заглавие=The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way
|ссылка=http://www.sciencemag.org/content/303/5654/59
|язык=en
|издание=[[Science (журнал)|Science]]
|тип=[[Научный журнал|рец. науч. журнал]]
|год=2004
|том=303
|номер=5654
|страницы=59—62
|doi=10.1126/science.1092322
|issn=0036-8075
|arxiv=astro-ph/0401024
|архив дата=2015-09-14
|архив=https://web.archive.org/web/20150914020900/http://www.sciencemag.org/content/303/5654/59
}}</ref>.

В [[2008 год]]у группа учёных опубликовала проведённое обширное [[компьютерное моделирование]]<ref>{{Публикация|статья
|автор=Rok Roškar, Victor P. Debattista, Thomas R. Quinn, Gregory S. Stinson, and James Wadsley.
|заглавие=Riding the Spiral Waves: Implications of Stellar Migration for the Properties of Galactic Disks
|ссылка=https://iopscience.iop.org/1538-4357/684/2/L79/
|язык=en
|издание=[[The Astrophysical Journal]]
|тип=[[Научный журнал|рец. науч. журнал]]
|год=2008
|том=684
|номер=2
|страницы=L79—L82
|doi=10.1086/527546
|issn=0004-637X
|arxiv=0808.0206
}}.</ref>, в соответствии с которым, по крайней мере в галактиках, [[Спиральная галактика|подобных]] Млечному Пути, звёзды, подобные Солнцу, могут мигрировать на большие расстояния. Это противоречит концепции, что некоторые зоны галактики более пригодны для образования жизни, чем другие<ref>{{cite web
 |url         = https://d.newswise.com/articles/view/544325/
 |title       = Immigrant Sun: Our Star Could be Far from Where It Started in Milky Way
 |date        = 2008-09-15
 |publisher   = Newswise.com
 |lang        = en
 |access-date = 2024-08-06
 |url-status  = live
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20240806091755/https://d.newswise.com/articles/view/544325/
 |archive-date = 2024-08-06
}}</ref><ref>{{cite web
 |url         = https://www.newscientist.com/article/mg21228411-500-earths-wild-ride-our-voyage-through-the-milky-way/
 |title       = Earth's wild ride: Our voyage through the Milky Way
 |author      = Stephen Battersby.
 |date        = 2011-12-05
 |publisher   = [[New Scientist]]
 |lang        = en
 |access-date = 2024-08-06
 |url-status  = live
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20240418151638/https://www.newscientist.com/article/mg21228411-500-earths-wild-ride-our-voyage-through-the-milky-way/
 |archive-date = 2024-04-18
}}</ref>.

== Поиск планет в обитаемой зоне ==
Планеты в обитаемых зонах крайне интересны для учёных, которые ищут как внеземную жизнь, так и будущие дома для человечества<ref>{{cite web
 |url         = https://www.npr.org/2010/09/29/130215192/goldilocks-planets-temperature-just-right-for-life
 |title       = 'Goldilocks' Planet's Temperature Just Right For Life
 |lang        = en
 |author      = Joe Palca
 |access-date = 2024-08-06
 |url-status  = live
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20240729044043/https://www.npr.org/2010/09/29/130215192/goldilocks-planets-temperature-just-right-for-life
 |archive-date = 2024-07-29
}}</ref>.

[[Уравнение Дрейка]], которое пытается определить вероятность внеземной разумной жизни, включает переменную (''n<sub>e</sub>'') в качестве числа [[Жизнепригодность планеты|жизнепригодных планет]] в звёздных системах с планетами. Нахождение [[экзопланета|экзопланет]] Златовласки помогает уточнить значения для этой переменной. Крайне низкие значения могут подтвердить [[Гипотеза уникальной Земли|гипотезу уникальной Земли]], которая утверждает, что к зарождению жизни на Земле привела серия крайне маловероятных случаев и событий. Высокие значения могут усилить [[принцип заурядности]] Коперника в положении: большое количество планет Златовласки означает, что Земля не уникальна.

Поиск одинаковых по размеру с Землёй планет в обитаемых зонах звёзд — ключевая часть [[Кеплер (телескоп)|миссии Кеплер]], которая использует [[космический телескоп]] (запущен 7 марта 2009 года, UTC) для обследования и сбора характеристик планет в обитаемых зонах<ref name="Koch-Gould">{{cite web
 |author      = David Koch; Alan Gould
 |title       = Overview of the Kepler Mission
 |url         = http://www.kepler.arc.nasa.gov/about
 |publisher   = NASA
 |date        = 2009-03
 |access-date = 2009-04-02
 |url-status  = dead
 |lang        = en
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20071011150914/http://www.kepler.arc.nasa.gov/about
 |archive-date = 2007-10-11
 }}</ref>. На апрель 2011 года было обнаружено 1235 возможных планет, из которых 54 расположены в обитаемых зонах<ref>{{cite web
 |author      = Mike Wall
 |title       = Image Shows 1,235 Potential Alien Homeworlds
 |url         = http://www.foxnews.com/scitech/2011/04/03/image-shows-1235-potential-alien-homeworlds/
 |publisher   = FOX News
 |date        = 2011-04
 |access-date = 2024-08-06
 |url-status  = dead
 |lang        = en
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20121102183842/http://www.foxnews.com/scitech/2011/04/03/image-shows-1235-potential-alien-homeworlds/
 |archive-date = 2012-11-02
}}</ref>.

Первая подтверждённая экзопланета в обитаемой зоне — [[Kepler-22 b]] — была обнаружена в 2011 году<ref>{{cite web
|author=Иван Терехов
|title=Kepler-22b — первая в истории подтвержденная экзопланета в обитаемой зоне
|url=https://3dnews.ru/news/620949homeworlds/
|publisher=3dnews.ru
|date=2011-07-12
|access-date=2012-01-05
|url-status=dead
}}</ref>. На 3 февраля 2012 года известно четыре достоверно подтверждённых планеты, находящихся в обитаемых зонах своих звёзд<ref>{{cite web
 |title       = Data of Potential Habitable Exoplanets and Exomoons
 |url         = http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data
 |lang        = en
 |publisher   = Planetary Habitability Laboratory
 |date        = 2012-02-02
 |access-date = 2024-08-06
 |url-status  = dead
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20120701213049/http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data
 |archive-date = 2012-07-01
}}</ref>.

23 июля 2015 года в [[Лебедь (созвездие)|созвездии Лебедя]] была обнаружена экзопланета [[Kepler-452 b]]. Её диаметр всего на 60 % больше диаметра Земли, что делает её более похожей на нашу планету по сравнению с ранее обнаруженными. Период обращения планеты вокруг звезды составляет 385 суток, что так же крайне близко к периоду обращения Земли вокруг Солнца<ref>{{cite web
|url=https://nat-geo.ru/universe/476151-novaya-zemlya-nasa-obnaruzhilo-pervuyu-ekzoplanetu-pokhozhuyu-na-nashu/
|title=Новая Земля: обнаружена первая экзопланета, похожая на нашу
|lang=ru
|author=Дарья Желнина
|date=2015-07-23
|publisher=[[National Geographic (журнал)|National Geographic]]
|access-date=2024-08-06
|url-status=dead
|archive-date=2016-03-10
|archive-url=https://web.archive.org/web/20160310232755/http://www.nat-geo.ru/universe/476151-novaya-zemlya-nasa-obnaruzhilo-pervuyu-ekzoplanetu-pokhozhuyu-na-nashu/
|deadlink=no
}}</ref>.

22 февраля 2017 года [[НАСА|NASA]] заявило, что обнаружило сразу семь экзопланет около ультрахолодного звезды-карлика [[TRAPPIST-1]], три из которых имеют размеры, сравнимые с Землёй, и находятся в «обитаемой зоне» с возможностью наличия жидкой воды<ref>{{Cite web
|url=http://www.cnn.com/2017/02/22/world/new-exoplanets-discovery-nasa/index.html
|title=Astronomers discover 7 Earth-sized planets orbiting nearby star
|lang=en
|author=Ashley Strickland CNN
|publisher=CNN
|access-date=2024-08-06
|url-status=live
|archive-date=2017-02-22
|archive-url=https://web.archive.org/web/20170222181409/http://www.cnn.com/2017/02/22/world/new-exoplanets-discovery-nasa/index.html
}}</ref>.

После уточнения космическим телескопом [[Gaia]] данных о расстоянии до 130 млн звёзд и их светимости, из 30 [[Планеты земной группы#Экзопланеты земного типа|землеподобных]] и потенциально обитаемых экзопланет, найденных телескопом [[Kepler]], статус земплеподобных миров, находящихся в зоне обитаемости, в 2018 году сохранили 12 планет (по оптимистичным оценкам) или 2 планеты (по самым пессимистичным оценкам)<ref>[https://www.nasa.gov/feature/jpl/rocky-habitable-sizing-up-a-galaxy-of-planets/ Rocky? Habitable? Sizing up a Galaxy of Planets] {{Wayback|url=https://www.nasa.gov/feature/jpl/rocky-habitable-sizing-up-a-galaxy-of-planets/ |date=20181031000316 }}, Oct. 25, 2018</ref><ref>[https://www.vesti.ru/doc.html?id=3078089&cid=2161 Большинство «землеподобных и потенциально обитаемых планет» лишили этого статуса] {{Wayback|url=https://www.vesti.ru/doc.html?id=3078089&cid=2161 |date=20181110235957 }}, 31 октября 2018</ref>.

[[TOI-700 d]] — первая обнаруженная экзопланета [[Планеты земной группы|земной группы]], находящаяся в обитаемой зоне своей звезды. Открыта [[Транзитный метод|транзитным методом]] телескопом [[TESS]]<ref>{{Cite web |url=https://meduza.io/news/2020/01/07/teleskop-tess-nashel-pervuyu-planetu-razmerom-s-zemlyu-v-zone-obitaemosti |title=Телескоп TESS нашел первую планету размером с Землю в зоне обитаемости |lang=ru|access-date=2024-08-06|url-status=live|archive-date=2020-01-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200108161127/https://meduza.io/news/2020/01/07/teleskop-tess-nashel-pervuyu-planetu-razmerom-s-zemlyu-v-zone-obitaemosti}}</ref>.

== Критика ==
Концепция обитаемой зоны критикуется Яном Стюартом и Джеком Коэном в книге ''«Evolving the Alien»''. Два основных возражения заключаются в том, что, с одной стороны, предполагается, что [[внеземная жизнь]] имеет те же требования к условиям окружающей среды, что и земная (т. н. «[[углеродный шовинизм]]»), а с другой — упускается из виду то обстоятельство, что близость к светилу — не единственный возможный способ создания достаточной температуры на планете<ref>{{Публикация|книга
|заглавие=Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life
|автор=Jack Cohen, Ian Stewart
|allpages=388
|издательство=Ebury & Vermilion
|издание=1st edition
|language=English
|isbn=978-0091879273
}}</ref>. В частности, спутник Юпитера [[Европа (спутник)|Европа]], как полагают, имеет мощный водный достаточно разогретый подземный океан, глубины которого весьма напоминают глубины земных океанов. Существование на Земле [[экстремофилы|экстремофилов]], таких как [[тихоходки]], делает существование [[жизнь на Европе|жизни на Европе]] вполне возможным, несмотря на то, что Европа находится вне расчётной обитаемой зоны. На спутнике Сатурна [[Титан (спутник)|Титане]] [[жизнь на Титане|жизнь]] может иметь не кислородно-водородную (водную), а скорее метановую основу. По мнению астронома [[Саган, Карл|Карла Сагана]], неводная жизнь также возможна и на газовых гигантах наподобие Юпитера.

Разные величины вулканической активности, приливных эффектов, массы планеты и даже радиоактивного распада могут повлиять на уровни тепла и излучения на планете и ухудшать условия для жизни на планетах обитаемой зоны. Жизнь, подобная земной, возможно, могла бы адаптироваться к условиям Европы, но вряд ли могла бы там возникнуть ввиду жесточайшей радиации, которой подвергается Европа от мощного магнитного поля Юпитера. И возможно, что на небесном теле, которое со временем вышло за пределы обитаемой зоны (например, на тех же газовых гигантах и Титане или другом спутнике Сатурна [[Жизнь на Энцеладе|Энцеладе]]), жизнь более вероятна, чем на том, которое по расчётам входит в неё.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
{{Родственные проекты}}
* [https://web.archive.org/web/20120618085327/http://web.ipac.caltech.edu/staff/skane/hzgallery/gallery.html Изображение орбит планет относительно обитаемой зоны звезды]{{ref-en}}
* [http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog Каталог потенциально обитаемых экзопланет]{{ref-en}}

{{Внешние ссылки}}
{{Экзопланеты}}
{{Внеземная жизнь}}

[[Категория:Колонизация космоса]]
[[Категория:Экзопланеты]]
[[Категория:Астробиология]]
[[Категория:Поиск внеземной жизни]]
[[Категория:Астрономические проекты]]